軟考之計算機組成原理之指令系統

2021-08-28 15:08:03 字數 2023 閱讀 5505

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指令系統:

我的知識儲備:大概就是一堆指令組成的系統吧。不同的機器指令似乎是不同的。。。。為啥書還能扯3頁。。

看完一遍書:它講了啥,,,,,cisc sisc 流水線,,,,,,,,,,,,,,,,不明白講指令集系統為什麼要扯暫存器,堆疊,

軟考書上的知識:略:)

軟考試卷知識點:

累加暫存器,用來暫時存放算術邏輯運算部件alu運算的結果資訊。

程式計數器(pc)是存放執行指令的地方,計算之前就要用到。

指令暫存器(ir)儲存當前正在執行的一條指令。

位址暫存器(ar)用來儲存當前cpu所要訪問的記憶體單元的位址。

cpu首先從程式計數器(pc)獲得需要執行的指令位址,從記憶體(或快取記憶體)讀取到的指令則暫存在指令暫存器(ir),然後進行分析和執行。

算術移位時,對於負數,其符號位可能需要特殊處理,邏輯移位中沒有符號的概念,只是二進位制位序列。

算術左移等同於乘以2的操作。

隨著主存增加,指令本身很難保證直接反映運算元的值或其位址,必須通過某種對映方式實現對所需運算元的獲取。指令系統中將這種對映方式稱為定址方式,即指令按什麼方式尋找(或訪問)到所需的運算元或資訊(例如轉移位址資訊等)。可以被指令訪問到的資料和資訊包括通用暫存器、主存、堆疊及外設埠暫存器等。

指令中位址碼字段直接給出運算元本身,而不是其訪存位址,不需要訪問任何位址的定址方式被稱為立即定址。

對指令流水線效能的度量主要有吞吐率,加速比和效率等指標。吞吐率是指單位時間內流水線所完成的任務數或輸出結果的數量,最大吞吐率則是流水線在達到穩定狀態後所得到的吞吐率,它取決於流水線中最慢一段所需的時間,所以該段成為流水線的瓶頸。流水線的加速比定義為等功能的非流水線執行時間與流水線執行時間之比,加速比與吞吐率成正比,如果流水線斷流,實際吞吐率將會明顯下降,則加速比也會明顯下降。 流水線的效率是指流水線的裝置利用率,從時空圖上看效率就是n個任務所佔的時空區與m個段總的時空區之比。因此要使加速比和效率最大化應該流水線各級採用相同的執行時間。另外,流水線釆用非同步控制並不會給流水線效能帶來改善,反而會增加控制電路的複雜性。

指令中的定址方式就是如何對指令中的位址字段進行解釋,以獲得運算元的方法或 獲得程式轉移位址的方法。常用的定址方式有:

•立即定址。運算元就包含在指令中。

•直接定址。運算元存放在記憶體單元中,指令中直接給出運算元所在儲存單元的位址。

•暫存器定址。運算元存放在某一暫存器中,指令中給出存放運算元的暫存器名。

•暫存器間接定址。運算元存放在記憶體單元中,運算元所在儲存單元的位址在某個暫存器中。

•間接定址。指令中給出運算元位址的位址。

•相對定址。指令位址碼給出的是乙個偏移量(可正可負),運算元位址等於本條 指令的位址加上該偏移量。

•變址定址。運算元位址等於變址暫存器的內容加偏移量。

題目給出的指令中,r1是暫存器,屬於暫存器定址方式,45是立即數,屬於立即定址方式。

程式被載入到記憶體後開始執行,當cpu執行一條指令時,先把它從記憶體儲器取到緩衝暫存器dr中,再送入ir暫存,指令解碼器根據ir的內容產生各種微操作指令,控制其他的組成部件工作,完成所需的功能。

程式計數器(pc)具有寄存資訊和計數兩種功能,又稱為指令計數器。程式的執行分兩種情況,一是順序執行,二是轉移執行。在程式開始執行前,將程式的起始位址送入pc,該位址在程式載入到記憶體時確定,因此pc的內容即是程式第一條指令的位址。執行指令時,cpu將自動修改pc的內容,以便使其保持的總是將要執行的下一條指令的位址。由於大多數指令都是按順序來執行的,所以修改的過程通常只是簡單地對pc加1。當遇到轉移指令時,後繼指令的位址根據當前指令的位址加上乙個向前或向後轉移的位移量得到,或者根據轉移指令給出的直接轉移位址得到。

vliw:(very long instruction word,超長指令字)一種非常長的指令組合,它把許多條指令連在一起,增加了運算的速度。

我喜歡考英語名詞解釋選擇題:)

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